Fraunhofer IPK

Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik

Interview: Digitale Vernetzung

»So viel Digitalisierung zum Anfassen wie noch nie,« diese Bilanz zog gerade die CeBIT 2017. Und auch die diesjährige Hannover Messe kündigt die ersten ausgereiften Industrie-4.0-Technologien im Zeitalter der vernetzten Industrie an. Welche neuen Formen der Produktion, Kooperation und Kommunikation durch die Verknüpfung von realer und digitaler Welt entstehen, darüber sprachen wir mit dem Institutsleiter des Fraunhofer IPK, Professor Eckart Uhlmann.

FUTUR: Herr Professor Uhlmann, wie weit ist nach Ihrer Einschätzung die digitale Transformation von Wirtschaft und Gesellschaft vorangeschritten?

Prof. Eckart Uhlmann: Digitale Medien prägen ja schon seit längerem unseren Alltag und nun auch zunehmend die klassische Produktionstechnik. Wir erleben mittlerweile, dass die gesamte Produktionsprozesskette durchgängig digitalisiert wird. Internet-Technologien dringen in Unternehmen, die Produktion und Anlagentechnik vor. Mobile Technologien wie das Cloud Computing verändern die industriellen Prozesse entscheidend. Bauteilen und Maschinen ist es jetzt möglich, sich durch eingebettete Systeme untereinander auszutauschen. Sie können sich selbstständig optimieren, konfigurieren sowie diagnostizieren und unterstützen damit den Menschen bei seinen immer komplexer werdenden Entscheidungen. Aus einem zentral organisierten Betrieb wird eine dezentral und dynamisch gesteuerte Fabrik, deren Produktion sich durch Individualität, Flexibilität und Schnelligkeit auszeichnet.

FUTUR: Welche Auswirkungen hat das auf die Herstellung von Produkten?
 
Uhlmann: Während bisher die Massenproduktion im Fokus stand, ist heute die flexible Herstellung kunden­individueller Produkte gefragt. Beim Pumpenhersteller KSB beispielswieise wird von 600.000 Pumpen höchstens alle zwei Jahre noch eine identisch gebaut. Oder denken Sie im Konsumgüterbereich an adidas – hier können Sie online Ihren Lieblingsschuh personalisieren, Sie bestimmen Material und Farbe und erhalten am Ende ein komplett individuelles Produkt.

Die Basis dafür ist der Zugriff auf Daten immer, überall und in Echtzeit. Durch die informationstechnische Vernetzung aller an der Herstellung beteiligter Instanzen – Menschen, Werkstücke, Maschinen – entstehen dynamische, echtzeitoptimierte und selbstorganisierende Wertschöpfungsnetze. Gleichzeitig optimiert die digitale Vernetzung unter dem Schlagwort Industrie 4.0 ganzheitlich Geschäftsabläufe und Wertschöpfungsprozesse – auch über Unternehmensgrenzen hinweg. Und sie bringt völlig neue Geschäftsmodelle hervor. Hersteller verkaufen heute nicht nur ein Produkt, sondern die damit verbundene Dienstleistung gleich mit. Wenn Sie bei Rolls Royce ein Triebwerk kaufen, erwerben Sie gleichzeitig das dazugehörige Wartungs- und Instandhaltungspaket. Oder Sie kaufen es überhaupt nicht mehr und zahlen die »power by hour«. Und auch BMW oder Daimler sind längst nicht mehr nur Automobilbauer, sondern Mobilitätsdienstleister und weltweit führend im flexiblen Carsharing. Ein solcher Erfolg wäre ohne digitale Vernetzung gar nicht möglich.

FUTUR: Noch einmal zurück zur Produk­tionsebene: Welche Vorteile bringt die Digitalisierung hier ganz konkret mit sich?

Uhlmann: Produktion kann durch den Einsatz modernster Informationstechnologien flexibler und effektiver gestaltet werden. Individuelle Kundenwünsche lassen sich so kostengünstig umsetzen. Konkret heißt das, dass zum Beispiel Informationen zum Auftragsstatus und zu Maschinenzuständen jederzeit und überall verfügbar sind. Das trägt dazu bei, Produktionsprozesse zu optimieren und Arbeitsabläufe flexibel zu gestalten. Produktion muss dann nicht mehr zentral organisiert und vorgeplant werden – Mitarbeiter auf allen Ebenen im Betrieb können größere Verantwortung für die Steuerung des Produktionsablaufs übernehmen, intelligente Technologien unterstützen sie dabei.

FUTUR: Gibt es auch Vorbehalte gegen den Digitalisierungstrend auf Seiten der Wirtschaft?

Uhlmann: Natürlich, vor allem kleine und mittelständische Unternehmen haben große Angst vor diesen Veränderungen. Sie fürchten hohe Investitionen, um überhaupt überleben zu können. Deshalb gilt für uns: Industrie 4.0 muss für Produktionsbetriebe jeder Größe ökonomisch umsetzbar sein. Wir wägen gemeinsam mit unseren Kunden ab, welche Szenarien tatsächlich vernünftig realisierbar sind. Das kann bedeuten, bereits vorhandene Anlagen »Industrie 4.0-tauglich« zu machen oder bereits vorhandene Datenmengen intelligent auszuwerten und zu nutzen. 80, vielleicht sogar 90 Prozent der notwendigen IT-Werkzeuge sind in der Regel schon vorhanden, wenn auch noch nicht durchgängig vernetzt. Unter dem Stichwort »Industrie 4.0 aus dem Koffer« entwickeln wir dafür einfache und kostengünstige Lösungen, die modular an die Bedarfe bestehender Fabriken angepasst werden können. Und lassen Sie es mich an dieser Stelle betonen: DIE Lösung für Industrie 4.0 gibt es nicht – was sinnvoll ist, muss für jedes Unternehmen individuell analysiert werden. Das gilt nicht nur für kleine und mittlere Unternehmen, sondern auch für große Konzerne weltweit.

FUTUR: Apropos weltweit – wo werden international die größten Anstrengungen bei der Einführung von Industrie 4.0 unternommen?

Uhlmann: Neben Deutschland sind es vor allem die Großen: USA, China, Brasilien und Japan haben eigene Programme zum Thema aufgesetzt. »Made in China 2025« ist ein schönes Beispiel für die gewaltigen Investitionen, die dort getätigt werden. Frei nach dem Motto »Combine Chinese Speed with German Precision« unterstützen wir hier u. a. den Aufbau eines Sino-German Intelligent Manufacturing Research Institute (SGIMRI) in Nanjing sowie eines Deutsch-Chinesischen Instituts für Technologietransfer (IFT) in der Sino-German Metal Eco City (MEC) in Jieyang.

FUTUR: Das Fraunhofer IPK ist in Berlin zu Hause. Welche Chancen hat der Standort im internationalen Vergleich?

Uhlmann: Im Rahmen einer Studie für den Berliner Senat haben wir bereits 2015 die Potenziale durch Industrie 4.0 für unsere Metropolregion und die hiesige Industrie analysiert. Das Ergebnis war eindeutig: Mit dem hier vorhandenen Konglomerat aus IT-Wirtschaft, produzierender Industrie, Wissenschaft und Forschung bietet sich Berlin die Chance, sich in diesem Thema als attraktiver und kompetenter Innovations­standort zu etablieren. Wir freuen uns, dass wir diesen Prozess mit Unterstützung durch das Land Berlin und die Fraunhofer-Gesellschaft jetzt im Leistungszentrum »Digitale Vernetzung« in Berlin aktiv vorantreiben können. Wir bringen hier explizit Anbieter aus den Bereichen Informations- und Kommunikationstechnik sowie Automatisierungsausrüster mit der produzierenden Industrie zusammen. Gemeinsam werden wir weitere relevante Entwicklungs- und Forschungsthemen identifizieren und Projekte zu deren Umsetzung auf den Weg bringen. Hierzu gehören auch der Aufbau und die Bereitstellung von In­frastrukturen, um in unterschiedlichen Szenarien Anwendungslösungen des digital vernetzten Arbeitens in der Produktion und an Anlagen entwickeln und erproben
zu können.

Aus Berlin für Berlin

Das Leistungszentrum »Digitale Vernetzung« ist eine Kooperation der vier Berliner Fraunhofer-Institute FOKUS, HHI, IPK und IZM. Im Zentrum der Arbeit stehen Technologien und Lösungen, die der zunehmenden Digitalisierung und Vernetzung aller Lebensbereiche Rechnung tragen. Geforscht wird dabei sowohl an Basis- und Querschnittstechnologien als auch an Lösungen für vier konkrete Anwendungsbereiche:

  •     Gesundheit und Medizin
  •     Mobilität und Zukunftsstadt
  •     Industrie und Produktion
  •     Kritische Infrastrukturen

Das Leistungszentrum wird mit insgesamt 6,4 Mio. € vom Regierenden Bürgermeister von Berlin, Senatskanzlei – Wissenschaft und Forschung, und aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert.